打造燃煤機(jī)組綜合升級改造示范工程

改造者：公冶令沛

打造燃煤機(jī)組綜合升級改造示范工程

改造者：公冶令沛

江蘇徐塘發(fā)電有限責(zé)任公司現(xiàn)有裝機(jī)容量120萬千瓦，為4臺(tái)30萬燃煤發(fā)電機(jī)組。一期2×300MW技改工程和二期2×300MW擴(kuò)建工程，分別于2002年和2005年建成投產(chǎn)發(fā)電。2012年徐塘發(fā)電有限責(zé)任公司4、5號機(jī)組改造正式成為國家首批綜合升級改造示范項(xiàng)目，徐塘公司非常重視，迅速按照國家能源局要求于2012年10月先行開展4號機(jī)組綜合改造工作，改造工作于2012年12月30號結(jié)束，徐塘公司5號機(jī)組綜合升級改造工作于2013年5月20號改造結(jié)束。

改造機(jī)組基本情況介紹

江蘇徐塘發(fā)電有限責(zé)任公司4、5號汽輪機(jī)是上海汽輪機(jī)有限公司生產(chǎn)的西屋引進(jìn)型亞臨界300MW中間再熱反動(dòng)式雙缸雙排汽凝汽式汽輪機(jī)，型號為N300-16.7/538/538，分別于2002年2月、7月建成投產(chǎn)，出廠編號為H156-8-14和H156-8-15。經(jīng)過近10年運(yùn)行后機(jī)組經(jīng)濟(jì)指標(biāo)劣化比較嚴(yán)重，2011年5月由西安熱工院進(jìn)行的熱力試驗(yàn)結(jié)果表明：4號機(jī)300MW負(fù)荷下二類修正后的熱耗率為8339.2kJ/kWh，與設(shè)計(jì)值7945 kJ/kWh相比，修正后熱耗率偏高394.6kJ/kWh（扣除低旁泄漏的影響仍偏高296.2kJ/kWh，為8240.8 kJ/ kWh），5號機(jī)300MW負(fù)荷下試驗(yàn)熱耗率為8374.9kJ/ kWh經(jīng)修正后的熱耗率為8239.1kJ/kWh，與設(shè)計(jì)值相比，修正后熱耗率偏高294.5kJ/kWh。

4、5號汽輪機(jī)的經(jīng)濟(jì)性能較差，一方面是由于受當(dāng)時(shí)設(shè)計(jì)技術(shù)水平限制，另外機(jī)組已投運(yùn)近十年，老化導(dǎo)致的設(shè)備效率偏低及安全隱患問題更加劇了電廠經(jīng)濟(jì)運(yùn)行指標(biāo)的升高，使得機(jī)組煤耗等指標(biāo)落后于國內(nèi)同類機(jī)組的先進(jìn)水平。為了實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排，降低機(jī)組供電煤耗，機(jī)組改造勢在必行。

綜合升級改造項(xiàng)目應(yīng)用的先進(jìn)技術(shù)

1.汽輪機(jī)通流改造

采用Q156機(jī)型替代H156機(jī)型，調(diào)節(jié)級由原來的反流形式改為順流形式，壓力級采用超超臨界機(jī)組的通流技術(shù)，由13個(gè)壓力級組成，分8+5兩個(gè)級組，高壓內(nèi)缸采用整體形式，高中壓外缸保持原來的不動(dòng)。

改造前的高中壓轉(zhuǎn)子

改造后的高中壓轉(zhuǎn)子

中壓部分由5+5共10個(gè)壓力級組成，中壓#2靜葉持環(huán)的排汽末端利用有限的空間盡量伸長一部分，且做出相應(yīng)的排汽型線，提升汽輪機(jī)中壓排汽端的效率，中壓內(nèi)缸的中分面加密封鍵，保證各級抽汽參數(shù)滿足設(shè)計(jì)要求；高、中壓通流部分葉片采用3DV的彎扭葉片，根據(jù)通流部分各級速比采用變反動(dòng)度的設(shè)計(jì)方法，使各級輪周效率、級效率最高；低壓內(nèi)缸由原來的雙層結(jié)構(gòu)改為單層內(nèi)缸結(jié)構(gòu)，低壓內(nèi)缸中分面加密封鍵，同時(shí)改善中分面螺栓的密封性能，保留低壓轉(zhuǎn)子更換葉片為全三維彎扭馬刀葉型（除末三級外）。

2.汽封改造

高壓平衡活塞汽封、中壓平衡活塞汽封、高壓排汽側(cè)平衡活塞汽封和高中壓端部汽封及低壓端部汽封采用蜂窩和布萊登汽封以減少汽封漏汽，提高通流部分效率。

3.中低壓聯(lián)通管和高壓進(jìn)汽插管改造

中低壓連通管改造采用壓力自平衡式不銹鋼波形膨脹節(jié)減少中壓缸排汽壓損，更好的吸收熱位移，并預(yù)留抽汽接口。對汽輪機(jī)高壓進(jìn)汽插管彈性密封進(jìn)行改造，解決漏汽問題。

4.凝汽器增容、不銹鋼管改造

凝汽器換熱管換不銹鋼管，管板換不銹鋼復(fù)合板，隔板更換，凝汽器維持原來的外寸不變，管束布置由輻射型管束布置改變?yōu)橄冗M(jìn)的管束排列形式，傳熱效率高，結(jié)構(gòu)布置合理，汽流均勻進(jìn)入管束，改造后凝汽器面積由16500m2增加至17600m2。在管束四周有足夠中間通道，部分蒸汽對凝結(jié)水進(jìn)行回?zé)岢酰鼓Y(jié)水出口含氧量小、過冷度低，凝汽器真空提高，提高機(jī)組效率。

5.冷卻塔治理，填料倒翻、配水管除垢、更換損壞配水部件

采用無中空陀螺濺水碟技術(shù)改造噴頭，淋水無中空，無傘裝水膜，水滴細(xì)小，其葉輪和水流對空氣可產(chǎn)生一個(gè)向上的推力，增加空氣流通能力；將冷卻塔填料從塔內(nèi)翻出，清理淤泥，反向安裝并更換部分損壞的填料，可使冷卻塔出口循環(huán)水溫降低0.3℃。對于300MW機(jī)組而言，循環(huán)水溫降低1℃可使凝汽器背壓降低0.25kPa。

6.真空泵冷卻水系統(tǒng)改造

凝汽器換熱管換不銹鋼管，管板換不銹鋼復(fù)合板，隔板更換，凝汽器維持原來的外寸不變，管束布置由輻射型管束布置改變?yōu)橄冗M(jìn)的管束排列形式，傳熱效率高，結(jié)構(gòu)布置合理，氣流均勻進(jìn)入管束，改造后凝汽器面積由16500㎡增加至19200㎡。在管束四周有足夠中間通道，部分蒸汽對凝結(jié)水進(jìn)行回?zé)岢?，降低凝結(jié)水出口含氧量、過冷度低，提高凝汽器真空。

項(xiàng)目實(shí)際投資

4、5號汽輪機(jī)本體改造（含拆除、安裝、運(yùn)輸?shù)龋?849萬元，其他改造項(xiàng)目711萬元，合計(jì)9560萬元。

設(shè)備、材料明細(xì)見表1。

表1　4、5號汽輪機(jī)改造項(xiàng)目價(jià)格表

項(xiàng)目節(jié)能量和效益評價(jià)

項(xiàng)目節(jié)能量測算的依據(jù)和基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

改造前4號、5號機(jī)組發(fā)電量、供電量取用2011年實(shí)際的運(yùn)行數(shù)據(jù)，汽機(jī)熱耗取自《4號汽輪機(jī)性能診斷試驗(yàn)報(bào)告》、《5號汽輪機(jī)性能診斷試驗(yàn)報(bào)告》（西安熱工研究院2011年8月）。改造前2011年4號、5號機(jī)組2011年發(fā)電量分別為：181789萬kWh、191529萬kWh；供電量分別為：172088萬kWh、181438萬kWh；改造前THA工況熱耗分別為：8240.8 kJ/kWh、 8239.1 kJ/kWh。

改造后汽機(jī)熱耗根據(jù)廠家保證熱耗值取用，4、5號機(jī)組熱耗保證值為7898.4 kJ/kWh（THA工況）。

項(xiàng)目年節(jié)能量計(jì)算過程

4號機(jī)對汽輪機(jī)進(jìn)行高中低壓通流改造后，廠家保證機(jī)組熱耗可以到達(dá)7898.4 kJ/kWh（THA工況），相比改造前熱耗8240.8 kJ/kWh（THA工況），下降342.4kJ/kWh，折合供電煤耗下降11.68g/kWh。

5號機(jī)對汽輪機(jī)進(jìn)行高中低壓通流改造后，廠家保證機(jī)組熱耗可以到達(dá)7898.4 kJ/kWh（THA工況），相比改造前熱耗8239.1 kJ/kWh（THA工況），下降340.7 kJ/kWh，折合供電煤耗下降11.63g/kWh。

改造后年節(jié)煤量計(jì)算

4號機(jī)：172088萬kWh×11.68（g/kWh）= 20099.9 tce。

5號機(jī)：181438萬kWh×11.63（g/kWh）= 21101.2 tce。

合計(jì)該能量系統(tǒng)優(yōu)化項(xiàng)目的節(jié)煤量為：41201.1 tce。

項(xiàng)目年節(jié)能量測算結(jié)果

根據(jù)上述計(jì)算，本次改造工程項(xiàng)目年節(jié)能量為節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤41201.1 tce。

投資回收期

本項(xiàng)目是節(jié)能技改工程，項(xiàng)目節(jié)約了煤炭的消耗。煤炭消耗的節(jié)約，實(shí)際上是熱電廠燃料成本的降低，其產(chǎn)生的效益是生產(chǎn)成本的降低。因此本項(xiàng)目的直接效益即降低的生產(chǎn)成本。

按照標(biāo)煤價(jià)800 元/t（不含稅）。按不含增值稅的價(jià)格計(jì)算直接效益，年減少燃料成本3300萬元，即年節(jié)能效益3300萬元。

按照實(shí)際投資9560萬元進(jìn)行計(jì)算，投資回報(bào)期為 3.2年。投資回報(bào)率較高。

結(jié)束語

節(jié)能減排是關(guān)系到國家可持續(xù)發(fā)展的大計(jì)，對于江蘇徐塘發(fā)電有限責(zé)任公司來說，更是實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的必由之路。江蘇徐塘發(fā)電有限責(zé)任公司干部職工深知“不節(jié)能無以增效，不減排難以生存”的道理，因此加大節(jié)能減排工作力度不遺余力，不斷推動(dòng)節(jié)能減排工作向縱深方向發(fā)展，全面實(shí)現(xiàn)企業(yè)的持續(xù)健康發(fā)展。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.10.030